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原文传递某客车车身模态分析与优化

论文题名：	某客车车身模态分析与优化
关键词：	客车车身;模态分析;结构优化;振动控制
摘要：	近年来，随着人们生活水平的提高，政府法规对客车噪声限值的要求越来越严格，旅客对客车的舒适性要求也越来越高。客车车身结构是一个空间桁架，主要以型材为主，固有频率较低，其低阶模态频率易被动力系统和路面激励产生结构共振，使车内噪声振动值超标，合理的车身模态对客车的NVH性能具有重要意义，目前轿车车身模态的研究日趋成熟，但是对于全承载桁架结构的客车，国内尚未见对其进行细致的报道，因此有必要对客车车身模态引起的噪声振动问题进行深入的研究。　　本文首先对客车噪声振动的研究现状进行了介绍，主要从技术研究和模态分析两方面进行阐述。然后介绍了客车车内噪声振动产生的机理，总结了目前客车厂控制噪声振动的一些措施，接着阐述了客车噪声振动的试验方法，以公司某款客车方向盘、地板在怠速工况下振动过大、车内噪声值在50km/h匀速行驶时超标的问题进行了深入的研究。首先运用 LMS模态试验的方法对该款车的转向系统进行模态测试，分析数据得知转向系统模态频率与发动机发火频率耦合和转向系统自身刚度不足是导致发动盘怠速振动过大的原因。因转向系统固定在车身上，需要对整车进行建模，在HyperMesh中对该款校车有限元建模，用 Optistruct求解器对其车身进行模态分析，根据分析结果得出前纵梁结构刚度较差和车身一阶弯曲模态靠近发动机怠速激励频率，是导致地板振动大的主要原因。同时整车刚度不足，当汽车在粗糙路面上行驶或者受到冲击时，车身变形就大，某些部位在低频范围内产生共振，从而产生车内噪声值也会超标。对其车身结构和转向系统结构进行修改，对修改后客车进行振动测试，发现其转向系统怠速振动合格而车身地板Y向振动仍偏大。遂对该客车的白车身进行模态测试，通过试验的结果对有限元模型进行修正，深入的研究其结构特性，对关键零部件进行灵敏度分析。经过车身模态的分析与优化，此客车的方向盘怠速振动值减小79％，地板振动值在0.2 m/s2以下，车内噪声值与原状态相比平均下降5-6dB。　　本文以某客车车内噪声振动大为实例，探讨了此客车采用柴油机且发动机前置对方向盘和地板振动的传递路径分析，进行车身模态研究，得到客车车内振动控制的基本方法和思路，并通过优化其车身结构得到良好的效果。借助CAE对车身进行模态分析和对关键零部件进行灵敏度分析，可以准确的找出影响关注模态的灵敏部件，然后通过修改结构和增加板厚来提高整体模态频率，节省了汽车开发成本，缩短了开发周期。该方法亦能用于整车其他NVH性能的优化过程，具有较好的工程应用前景。
作者：	杨志伟
专业：	车辆工程
导师：	黄红武;韩勇;陈卫强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	厦门理工学院
学位年度：	2015
正文语种：	中文